高鋁磚成型磚坯常見問題分析

氧化鋁含量在55%以上的一種中性耐火材料。由礬土或其他氧化鋁含量較高的原料經成型和煅燒而成。熱穩定性高，耐火度在1770℃以上。抗渣性較好主要用于砌筑高爐、熱風爐、電爐爐頂、鼓風爐、反射爐、回轉窯內襯。高鋁磚規格多，型號全，通用高鋁磚（即T字頭磚）、異型高鋁磚、高爐磚（即G字頭磚） 

就高鋁磚成型磚坯的內部組織而言，常遇到的問題是：

(1)高鋁磚坯體壓裂(或叫層裂)，這是在加壓過程中所形成的垂直于加壓方向的層狀裂縫。造成這種現象除了模具上的原因外，主要是由于坯料中的空氣未得以排出所致。當坯料水分過高時尤其容易產生這種層裂；另外，細粉過量、結合劑過少，以及壓力過高等不合理的工藝參數也是造成層裂的因素。

(2)高鋁磚坯體密度不均。究其原因，是由于坯料受壓時，顆粒與顆粒之間、顆粒與模壁之間存在著摩擦阻力，阻礙了壓力均勻地傳遞而造成坯體各部分受壓不均勻，致使各部分的密實度不一樣。另外，坯料的裝填高度與受壓面積之間的比例(H／D)大小，也是造成密度不均的重要因素。在加壓方向，壓力由加壓面起沿坯體高度依次降低，高鋁磚坯體的密度分布相應由緊密到疏松；如果用雙面加壓，則坯體的密度呈兩頭密而中間疏。因此，要減小成型坯體的密度差，就需要注意模具的設計和成型加壓方式。成型的磚坯先在50～60℃的烘房中干燥至殘余水分不大于2.5％，然后方可運到燒成工段裝窯燒成。磚類制品的燒成在倒焰窯或隧道窯中進行。裝窯方式采用平裝，特殊高鋁磚和大型、異型高鋁磚，則需使用特別設計的工具磚。燒成制度參見高鋁磚的燒成制度。異型高鋁磚出窯后應進行質量檢驗和終造型和尺寸的冷加工。完全符合質量要求的產品，終作為成品入庫。

高鋁磚的熱膨脹性分析

熱膨脹性是指材料的尺寸隨溫度的升高(或降低)而增加(或減小)的性能。高鋁磚的熱膨脹性是高鋁磚使用時的重要性能之一。爐窯在常溫下砌筑，而在高溫下使用時爐體要膨脹。為抵消因熱膨脹所產生的應力，需預留膨脹縫，而且須根據高鋁磚的熱膨脹性和砌筑體的構造情況制定正確的烘烤制度。特別是當材料在急劇變化的條件下使用時，材料的熱膨脹性很大，很容易遭受破壞，須慎重考慮。  

高鋁磚的熱膨脹性有兩種表示方法，即線膨脹率和線脹系數。線膨脹率是指由室溫至試驗溫度間，試樣長度的相對變化率。它們是預留膨脹縫和砌體總尺寸結構設計計算的關鍵參數。線脹系數是指由室溫至試驗溫度間，溫度每升高1℃，試樣長度的相對變化率。  

高鋁磚的熱膨脹性的測定，通常采用頂桿式間接法和望遠鏡直讀法。其中頂桿式間接法應用機械測量原理，將直徑為8—10mm的柱體試樣放入裝樣管內，試樣的一端與頂桿接觸。從室溫開始以4—5℃／min的升溫速度加熱試樣，記錄不同溫度下試樣的長度，直至試驗終點溫度。

按高鋁磚中Al2O3含量通常分成三等:Ⅰ等──Al2O3含量＞75％；Ⅱ等──Al2O3含量為60～75％;Ⅲ等──Al2O3含量為48～60％。

高鋁磚熱疲勞及其對蝕損的影響分析

一般認為高鋁磚的剝落損毀可分為：單純由熱應力引起的剝落(簡稱熱剝落)和熔渣浸潤等所導致的組織變化與熱應力復合產生的結構剝落(簡稱結構剝落)。

作為熱剝落的評價方法，主要應用能使高鋁磚產生較大溫差的電爐法和應用高頻爐浸漬法等。然而，由觀察結果卻發現多數場合是：在實際窯爐的使用中，承受像實驗室那樣大的溫差的例子很少，而由于溫差較小，同時經過長期反復加熱冷卻的熱疲勞，使組織劣化，以至破壞的情況卻不少見。也就是說，在使用高鋁磚的窯爐中，溫度經常保持一定的例子很少見，而溫度經常變動的場合卻很多。這就說明，以往的高溫剝落評價方法是不可能再現實際窯爐條件的方法。另外，雖然曾經對高鋁磚和低水泥耐火澆注料等也進行過熱疲勞評價，但通常采用試樣經一定次數循環的熱震損壞是在常溫下測定的，這就意味著試樣已經過低溫范圍的冷卻，使材料出現了典型的脆性斷裂(在低溫可看到破壞部分)。可見，它也難以完全反映出窯爐內襯高鋁磚高溫熱循環的實際機械損壞的情況。因此，這就需要利用類似在試驗溫度下，在所選擇的溫度熱循環期間監測實際使用中高鋁磚逐漸損壞的情況。

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